Detekcja zatrzaśnięcia pętli fazowej

Cześć!

Czy ktoś ma pomysł jak wykryć zerwanie synchronizacji w pętli fazowej?
Mam już działającą pętlę (na mieszaczu diodowym) i chcę zrobić coś poza pętlą aby znać stan pętli nie zmieniając działającego układu. W moim układzie VCO jest dostrajane do sygnału z generatora wzorcowego.
Częstotliwość VCO jak i gen. wzorcowego to 80MHz.

Chyba najprościej zastosować komparator okienkowy. Mierzy on przedział napięcia wychodzącego z pętli w pewnym zakresie. Pozatym zakresem stan komparatora zmienia się na przeciwny.
Przeważnie gdy pętla nie jest w synchronizacji przyjmuje dwie skrajne wartości napięcia - minimalne lub maksymalne. Wystarczy zbadać w jakich przedziałach pętla synchronizuje a potem obliczyć odpowiednie wartości napięcia na które ma reagować komparator .
To chyba tak byłoby najprościej i w zasadzie bez ingerencji w już zbudowany układ.

jeśli bez synchronizacji jest napięcie równe zasilaniu to może by warto po prostu puścić to napięcie przez zwykłą zenerkę i potem jakaś dioda LED ( lub tranzystor załączający LEDa, bo przyznam, że nie wiem jak się obciąży wprost LEDem czy nie będzie to żarło za dużo prądu ) i już wiadomo, że jak świeci to pętla nie zamknięta.

Marcin

Zła metoda - widzieliście awarie pętli polegające na niestabilnej pracy ? Napięcie strojące wacha się wtedy na nutę piły albo innego dziwnego przebiegu.
Komparator okienkowy nie wyłapie tego jak mu się zmiany w oknie zmieszczą.

a to fakt, tego nie złapie taki układ.

Marcin

Witam.

A może pomiar napięcia stałego tj. logicznej "1" lub "0" gdy niema synchronizacji w funkcji "określonego" czasu.

Pozdrawiam.

Myślę że oba sygnały trzeba byłoby poddać zdudnieniu. Przy zdudnieniu jeśli fo=fw wypadkowa częstotliwość dudnień wynosi 0Hz. Jeśli fo≠fw powstają dudnienia o częstotliwości fo-fw lub fw-fo. Można to zrealizować na dowolnym mieszaczu, najlepiej zrównoważonym lub podwójnie zrównoważonym. Następnie poddać odpowiedniemu wzmocnieniu najlepiej na wzmacniaczu o sprzężeniu bezpośrednim, aby przenosił szerokie pasmo częstotliwości, gdyż nie wiadomo jaka będzie różnica częstotliwości. Przy braku synchronizacji mogą powstać przebiegi od wolnozmiennych niewiele wiekszych 0 do xHz. Do sygnalizacji można wykorzystać np. wzmacniacz różnicowy z LEDami pomiędzy kolektorami tranzystorów wzm. różnicowego.

Uomatko! A przecież wystarczy ośmionóżkowy PIC z A/D na pokładzie i pare linijek kodu i już mamy monitor napięcia strojącego.

Jesteś pewny że na przetworniku A/D uzyskasz odpowiednią rozdzielczość aby jednoznaczne stwierdzić że pętla jeszcze jest w synchronizacji, lub już nie jest. Chodzi mi o przypadek kiedy brak synchronizacji nastąpi między dwoma kolejnymi poziomami kwantyzacji. Czyli np. w 10bit A/D do dyspozycji masz 1024 poziomy (kwanty), załużmy że przy 1000 poziomie wykaże że pętla jest jeszcze w stanie synchronizmu a na 1001 poziomie że już nie jest, więc pomiędzy tymi poziomami jest stan przejściowy, w którym może dojść do braku synchronizacji. Poziom 1000 już został przekroczony ale jeszcze nie został osiągnięty poziom 1001, ale pomino tego układ będzie nadal wskazywał synchronizm.
Moim zdaniem w pętli z synchronizacją bezpośrednią jak i w w innych pętlach fazowych zakładanie że wystąpi brak synchronizacji świadczy o tym ze założenia konstrukcyjne danej pętli są błędne. Należy więc tak dobrać warunki jej pracy aby aby przewidywane oddziaływanie czynników zewnętrznych mogło być zawsze skompensowane przez pętlę. Czyli powinien być zachowany odpowiedni margines, tym większy im większe jest odziaływanie czynników zewnętrznych. Nie ulega wątpliwości że są przypadki kiedy układ wystąpienia czy braku synchronizacji jest potrzebny.

A jak Tobie się wydaje że typowa PLLka mająca wyjście LD superszybko odpowiada na bardzo krótki brak lub zakłócenie synchronizacji?
Czy superkrótkie mrygnięcie ledy jest zauważalne?

Oczywiście w przypadku szybkich zmian pozostanie to niezauważone. Natomiast w przypadku powolnych zmian, np. temperatury, może się ustalić taki stan na dłużej.

sq6ade wrote:

Zła metoda - widzieliście awarie pętli polegające na niestabilnej pracy ? Napięcie strojące wacha się wtedy na nutę piły albo innego dziwnego przebiegu.
Komparator okienkowy nie wyłapie tego jak mu się zmiany w oknie zmieszczą.

Widziałem .Ale tu inaczej się nieda. Można zastosować uśrednianie z dużą stałą czasową i komparator niebędzie głupiał , będzie opóźniona sygnalizacja zerwania pętli.

cyt. SQ8ADE - Uomatko! A przecież wystarczy ośmionóżkowy PIC z A/D na pokładzie i pare linijek kodu i już mamy monitor napięcia strojącego.

Przepraszam ale to co proponujecie to praktycznie zbudowanie pętli od podstaw.

Przeczytajcie pierwszy post : vco i odn. jest na 80MHz .... tutaj to raczej dsp a nie pic jest potrzebny.

Pozdrawiam i już siedzę cicho.

Przepraszam za brak odpowiedzi, ale próbowałem to wszystko do kupy złożyć (tj. pętlę). Małe uzupełnienie. Otóż mój VCO lubi sobie pływać, chodzi o to, aby pętla trzymała stałą częstość VCO.
Ale problemem jest to, że VCO potrafi odpłynąć od 80MHz dalej, niż da się przestroić (i bardzo trudno to zmienić). Jeśli tak się stanie, wtedy należy 'ręcznie' przestroić VCO. Gdy pętla się zerwie, do częstość różnicowa na wyjściu detektora fazowego jest stosunkowo mała, bo VCO sam odpływa bardzo powoli. Pomyślałem, że zrobię tak: wyjście z drugiego detektora fazowego, za nim kondensator odcinający składową stałą i komparator z wyjściem TTL poruszający licznikiem. Co jakiś czas sprawdzam stan licznika, jeśli się zmienił to pętla się zerwała, bo pojawiła się częstość różnicowa, komparator zaczął się przerzucać powyżej jakiegoś stanu.
Typowo w wyjściu detektora fazowego będzie widać szum fazowy przedrukowany z gen. wzorcowego czy z samego VCO, dlatego komparator ma jakiś próg, np. 0.5V. Do tego nie musi to być szybki komparator i licznik, bo jak się pętla zerwie to VCO jest blisko od wzorca.
Do tego w pętli jest aktywny PI filtr, który ma duuże wzmocnienie dla zerowych częstości, więc operacyjny pracuje w nasyceniu i sygnał różnicy jest "spory".
Co Wy na to?

Nie wiem po co kombinujesz z VCO i syntezą jeśli potrzebna Ci jedna częstotliwość 80 MHz. To jest bez sesu skoro z XO masz stabilną częstotliwość. Synchronizacja bezpośrednia VCO miała by sens jeśli stosował byś modulację częstotliwości o dużej dewiacji, przeciągał XO aby mieć możliwość przestrajania, czy powielał częstotliwość XO, a odfiltrowanie niższych harmonicznych było by z jakichś powodów trudne. Nie piszesz nic czy modulujesz sygnał VCO i jaki jest rodzaj modulacji a od od niej zależą parametry filtru. Sygnał z mieszacza można poddać wzmocnieniu celem rozszerzenia zakresu przestrajania. Można też zwiększyć napięcie na mieszaczu syntezy, podając na jego wejście silniejsze sygnały z VCO i XO. Można próbować zmienić mieszacz na inny o większych zmianach napięcia wyjściowego. Dobrać parametry obwodu LC VCO zwiększając L i zmniejszając C, aby zwiększyć odziaływanie warikapu na częstotliwość VCO. W końcu usunąć przyczyny nadmiernego dryfu częstotliwości. Zapodaj schemat ustrojstwa. Bo podejrzewam że łatwiej będzie ustabilizować VCO, lub zwiększyć zakres jego przestrajania, niż zrobić precyzyjny układ wykrywania braku synchronizacji. Jeszcze odnośnie szumów fazowych. Zawsze z XO są one wielokrotnie mniejsze niż z jakiejkolwiek syntezy, również mniejsze w porównaniu do syntez z synchronizacją bezpośrednią, które w tym względzie mają z kolei przewagę nad pozostałymi syntezami. Po za tym szum fazowy nie mówi nic o zmianach częstotliwości, w uładach może go najwyżej być więcej lub mniej i tyle.

Driver- wrote:

Bo podejrzewam że łatwiej będzie ustabilizować VCO, lub zwiększyć zakres jego przestrajania, niż zrobić precyzyjny układ wykrywania braku synchronizacji. Jeszcze odnośnie szumów fazowych. Zawsze z XO są one wielokrotnie mniejsze niż z jakiejkolwiek syntezy, również mniejsze w porównaniu do syntez z synchronizacją bezpośrednią, które w tym względzie mają z kolei przewagę nad pozostałymi syntezami. Po za tym szum fazowy nie mówi nic o zmianach częstotliwości, w uładach może go najwyżej być więcej lub mniej i tyle.

Nie pisałem wszystkiego, bo nie było sensu zaciemniać problemu. Celem jest stabilizacja częstotliwości VCO. To nie jest zwykłe VCO znane z techniki radiowej. W tym układzie jest to oscylator laserowy na szafirze generujący impulsy trwające 20 femtosekund, i częstość powtarzania impulsów ma być stabilizowana. Co ciekawe, taki laser sam z siebie ma poziom szumów fazowych mniejszy niż najlepsze OCXO. Nie da się zwiększyć zakresu strojenia przez napięcie, bo nie ma takich rozwiązań technicznych, ale laser można przestrajać mechanicznie; stąd potrzebuje informację, kiedy mam go stroić mechanicznie.

Powiedz mi jakie napięcie otrzymujesz na wyjściu mieszacza synchonizującego VCO w stanie synchronizmu, jak się zmienia gdy zaczyna wystepować brak synchronizmu i kiedy odstrojenie jest duże.